Stopnie utlenienia to taka księgowość elektronów: umowna, bo fizycznie nie istnieją, ale bez niej nie ruszysz żadnego redoksu. Cała sztuka to rozbić cząsteczkę na jony w brudnopisie i dopilnować, żeby ładunki się zgadzały. Zero wkuwania regułek, o które kruszy się tyle kopii w szkole. Bierzemy cztery prawdziwe zadania, część z rozwiązaniem na filmie. Lecimy.
Metoda jest jedna, a nie dziesięć wyjątków
Rozbijasz związek na jony (nieważne, czy naprawdę dysocjuje, robimy to na brudno) i pilnujesz jednej rzeczy: suma ładunków musi się zgadzać. Dla obojętnej cząsteczki wychodzi zero, dla jonu wychodzi jego ładunek. O tym, kto jest plusem, a kto minusem, rozstrzyga elektroujemność: pierwiastek bardziej elektroujemny bierze minus. I tyle, tablicę z elektroujemnością masz na maturze pod ręką.
Przypisz stopnie utlenienia pierwiastkom w związkach i jonach: Ca3P2, KMnO4, Na2Cr2O7, H5IO6, NH4+, CO32−.
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
Ca3P2. Fosfor ma większą elektroujemność niż wapń, więc to on siedzi na minusie. Wapń +II, fosfor −III, bo 3·(+2) + 2·(−3) = 0.
KMnO4. Potas +I, tlen −II. Zostaje mangan: (+1) + Mn + 4·(−2) = 0, stąd Mn = +VII.
Na2Cr2O7. Sód +I, tlen −II. 2·(+1) + 2·Cr + 7·(−2) = 0, czyli 2Cr = 12, więc chrom = +VI.
H5IO6. Wodór +I, tlen −II. 5·(+1) + I + 6·(−2) = 0, stąd jod = +VII.
NH4+. Wodór +I, a cały jon ma ładunek +1: N + 4·(+1) = +1, więc azot = −III.
CO32−. Tlen −II, jon ma ładunek −2: C + 3·(−2) = −2, stąd węgiel = +IV.
Uszereguj podane tlenki azotu od najniższego do najwyższego stopnia utlenienia azotu: NO, N2O, N2O5, N2O3, NO2.
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
W każdym tlenku tlen ma −II, więc azot dobieramy tak, żeby wyszło zero. Licząc po kolei:
Ludwig Mond zauważył, że tlenek węgla reaguje z niklem, tworząc lotny związek zgodnie z równaniem Ni + 4CO ⟶ Ni(CO)4. Podaj stopień utlenienia niklu w tym związku.
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
Ligandem jest tu obojętna cząsteczka CO, która nie wnosi żadnego ładunku. Skoro cały karbonylek Ni(CO)4 jest obojętny, a cztery ligandy CO dają razem zero, to na nikiel również przypada zero.
Fosfor czerwony roztwarza się w zasadach. Potraktowanie P4 wodnym roztworem wodorotlenku sodu prowadzi do powstania diwodorofosforanu(x) sodu oraz związku fosforu z wodorem, w którym fosfor jest na najniższym możliwym stopniu utlenienia. Różnica stopni utlenienia fosforu w obu produktach wynosi cztery. Zapisz równanie reakcji, podaj wartość x oraz nazwy obu produktów.
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
Związek fosforu z wodorem, w którym fosfor jest najniżej jak się da, to fosforowodór PH3, gdzie fosfor ma −III. Skoro różnica wynosi cztery, to w drugim produkcie fosfor ma −3 + 4 = +I. Sól kwasu fosforowego(I) to diwodorofosforan(I) sodu NaH2PO2, czyli x = 1.
Zbilansowane równanie:
Sprawdzam: po lewej 4 P, 3 Na, 6 O, 9 H, po prawej 4 P (3 + 1), 3 Na, 6 O, 9 H (6 + 3). Zgadza się.
To fundament pod całą chemię redoks
Stopnie utlenienia są umowne, ale punkty za nie na maturze jak najbardziej realne.
Gdy raz złapiesz metodę z elektroujemnością, redoksy przestają straszyć. W kursie masz to poukładane od zera: teoria po ludzku, filmy i zestaw zadań z pełnymi rozwiązaniami. Krok po kroku, aż po maturę.
To wycinek z lekcji o stopniach utlenienia. W kursie jest tego więcej: rozpoznawanie reakcji redoks, maksymalne i minimalne stopnie utlenienia z konfiguracji oraz pełen zestaw zadań maturalnych z tego działu.
Rozkładam maturę z chemii na czynniki pierwsze, krok po kroku
Cała teoria i zadania wytłumaczone po ludzku, z filmami do wielu z nich, tak żeby chemia w końcu miała sens. Zobacz kurs maturalny, albo zacznij od darmowego kursu i sprawdź, jak tłumaczę, zanim cokolwiek wydasz.